Aceasta este o întrebare bună. Din păcate, există mai multe criterii prin care substanțele chimice identifică dacă un proces de fuziune sau nu. Una dintre ele este așa-numitele criterii Lindemann care spune:
„Cristalele sunt considerate a se topi, când amplitudinea vibrațiilor devine jumătate din separarea interatomică în rețeaua cristalină.” Ce înseamnă asta? În mod normal, la temperaturi mai mari de 0 ° K, atomii au energie cinetică. De fapt, temperatura este o măsură a energiei cinetice a atomilor care o constituie. Energia cinetică a unui atom este legată de temperatură, cum ar fi: $$ \ text {Kinetic Energy} = \ frac {3} {2} k \ text {t} $
în cazul în care $ k $ este a Call constant constant de Boltzmann, cu o valoare de 1.38 × 10 ^ {- 23} \ text {j / mol} $. Atomii dintr-un solid se caracterizează prin fixarea acestuia, mă refer la poziții. Doar vibrează într-o anumită limită în jurul lor. Deoarece au energia cinetică (și viteza), au tendința de a pleca la locația lor actuală, dar forțele respingătoare ale celorlalți atomi împing înapoi în poziția lor originală. În acest fel, ați putea lua în considerare posibilitatea legăturilor atomice, cum ar fi „Springs Little”.
În măsura în care atomul se derulează de la media localizării apelului la amplitudinea vibrațiilor. Pe măsură ce creștem temperatura, atomii vor avea mai multă viteză și, în consecință, se pot deplasa și mai mult din poziția de mijloc. Lindemann definește temperatura de topire ca temperatura la care amplitudinea este transformată în jumătate din spațiul dintre doi atomi de cristal adiacent. Cu toate acestea, un alt criteriu pentru a defini punctul de topire este cel care este născut din criteriile care spune:
„Cristalele sunt considerate a se topi, când modulul de tăiere se apropie zero”
s-ar putea să vă întrebați, ce este acest modul de tăiere? De fapt, o măsură a cantității de tensiune tangențială a unui obiect solid care se poate descurca și tensiunea tangențială cauzată de aceasta. Forțele tangențiale pe un obiect sunt forțele care acționează în paralel cu suprafața obiectului, prin urmare numele. Vedeți fotografia de mai jos care prezintă o forță tangențială aplicată într-un obiect cluboional inițial:
Stresul tangențial (sau tăiat) este definit ca:
$$ \ SIGMA _ SHEAR} = \ frac {f_ {frac}} {a} $$
în cazul în care $ f_ {forfecare} $ este tangențială (forfecare) de forță, și $ a $ denotă zona de suprafața în cauză.
Având în vedere imaginea de mai sus, forfecarea de tulpină ar putea fi definită ca: $$ \ Epsilon {SHEAR} = \ frac {\ delta x} {h} $$
Nu există nici un singur Proporționalitatea între tensiunea aplicată și deformarea produsă și este dată de:
$$ \ frac {\ sigma} {\ epsilon}} = s $$
unde $ s $ se numește modulul de tăiere. Este o constantă pentru un material dat și la o anumită temperatură.
Într-un sens fizic, lichidele sunt considerate substanțe care nu pot susține tensiunea tangențială. Când o tangențială aplică o tensiune, lichidele continuă pur și simplu creșterea tensiunii, chiar și în stres mic. Acest lucru este în sine o modalitate utilă de a ține seama când se topește solid, când modulul de tăiere devine zero !!!
Acum, să luăm în considerare modul în care ar trebui să luăm în considerare fuziunea diferitelor exemple pe care le-ați întrebat:
Diamond: Diamantul are o structură de legături covalente, aranjate tetraedral la fiecare carbon. Fiecare bonus are caracteristica de lungime de lungime. Aplicarea condiției Lindemann aici ar fi considerată convenabilă, astfel încât punctul de topire este locul în care vibrațiile atomilor de carbon este jumătate din legăturile $ \ C-C} $. În cele din urmă, unele dintre $ {CC} $ s-ar rupe, iar amestecul topit ar fi în mare parte constând din dimensiuni diferite, care permit libera circulație între ele.
Grafit: în timp ce fiecare strat de grafit este doar slab adereat la celălalt strat de către Forțele de către Van der Waals, fiecare strat (numit grafen), este o moleculă minunată. Puteți lua în considerare posibilitatea unui lichid ca un număr mare de molecule mici, atât de clar grafen nu arată. Pentru a fuziona, ar trebui să sparg unele dintre bonusurile $ \ C-C, astfel încât să putem produce molecule mici care se pot mișca liber. Aplicăm condiția Lindemann în acest caz. Amestecul de topire ar fi similar cu cel al diamantului.
Polimerii ramificați: Îmi amintesc cum mi-am spus să iau în considerare lichide precum molecule mici care se pot mișca liber de la alunecare împreună? Considerăm același lucru pe aici.Filiala legăturilor este relativ mai slabă decât restul legăturilor din polimer, iar acestea sunt cele care se sparg atunci când sunt încălzite. În ceea ce privește rupturile de legătură, folosim condiția Lindemann. În timp ce polimerii neramificați sunt molecule mari, ele sunt suficient de mici pentru a prezenta caracter lichid la temperatura ridicată necesară pentru a sparge aminoacizii legăturilor. Amestecul de topire ar consta din lanțul de polimer în forme radicale.